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[국내논문] 다중질량감쇠기를 이용한 슬래브의 진동 및 소음저감에 관한 연구
Vibration and noise control of slab using the multi-tuned mass damper 원문보기

한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집, 2008 Apr. 17, 2008년, pp.659 - 664  

황재승 (전남대학교 건축학부) ,  김홍진 (경북대학교 건축토목공학부) ,  강경수 (동명대학교 건축공학과) ,  홍건호 (호서대학교 건축공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, it is outlined that heavy weight floor impact noise induced by the vibration of slab can be reduced by multi tuned mass damper(MTMD) effectively. Substructure synthesis is utilized to develope analytical model of slab coupled with MTMD and acoustic power is introduced to evaluate the ...

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문제 정의

  • MTMD는 단일 TMD와 같은 진동저감효과를 가지지만 동조가 정확히 안 된 경우에도 저감효과를 가지는 제진장치로 개발된 것이다.(5) 본 연구에서는 소형으로 제작하여 바닥판의 작은 공간에도 효과적으로 설치할 수 있기 때문에 도입한 것이다. 제진장치는 바닥판의 상하부에 설치가 가능하나 시공의 편의성을 고려하여 맨바닥 위에 설치하는 것으로 가정하며 온돌배관 등 바닥 마감재에 대한 영향을 최소화하도록 설치한다.
  • 본 연구에서는 바닥판의 진동을 저감시키기 위하여 사용된 다중동조질량감쇠기가 중량충격음을 저감시키는 메커니즘을 고찰하고 제진장치에 의한 소음저감효과를 수치해석을 통하여 분석하고자 한다.
  • 본 연구에서는 바닥판의 진동을 저감시키는 제진장치가 진동에 의해서 유발되는 소음을 저감하는 메커니즘을 분석하고 수치해석을 통하여 소음저감효과를 고찰하였다. 진동제어장치로 사용된 다중질량감쇠기와 바닥판의 상호 연관된 운동방정식을 부분 구조합성법을 이용하여 유도하였으며, 바닥판의 속도장이 음의 파워에 영향을 미치는 과정을 보여 진동저감이 소음저감으로 나타나는 과정을 보였다.
  • 본 절에서는 다중질량감쇠기가 슬래브의 중량충격음 차단성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 단순 사각 평면을 가지는 이방향슬래브를 유한요소법으로 모델링하고 중량충격음 배출의 주 원인인 슬래브의 진동(가속도)과 소음의 파워를 수치적으로 해석하였다. 슬래브의 경계조건은 4변 단순지지이며 온돌층 등 마감구조는 고려하지 않았다.

가설 설정

  • 167 및 감쇠비 3%를 적용하였다. 슬래브의 크기는 가로 4500㎜, 세로 5000㎜, 두께 180㎜로 가정하였으며, shell 요소의 크기는300㎜ x 300㎜ 로 분할하여 해석하였다. 슬래브에 작용하는 충격하중은 표준중량충격원에 의한 방법을 적용하여 그림 3과 같이 사인함수의 반파형태로 20msec동안에 4kN의 하중을 슬래브에 적용하였다.
  • 여기서 함수 G(γ|γs)를 Rayleigh 적분값을 사용하고, 바닥판내의 속도장 V(γs)와 임의 공간내 가상으로 결정된 평면의 속도장 V(γ)가 서로 같다고 가정한다.
  • (5) 본 연구에서는 소형으로 제작하여 바닥판의 작은 공간에도 효과적으로 설치할 수 있기 때문에 도입한 것이다. 제진장치는 바닥판의 상하부에 설치가 가능하나 시공의 편의성을 고려하여 맨바닥 위에 설치하는 것으로 가정하며 온돌배관 등 바닥 마감재에 대한 영향을 최소화하도록 설치한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
구조기인소음의 대표적인 예는 무엇인가? 30Hz 이상 가청영역에서의 진동은 소음을 배출하는 현상이 수반되며, 국내에서 사회적 이슈인 상하 세대간 바닥충격음은 이러한 진동에서 유발되는 대표적인 구조기인소음의 예라고 할 수 있다. 바닥충격음은 경량충격음과 중량충격음으로 구분하며 공동주택 바닥충격음 차단성능의 등급기준이 제정되어 사업승인단계에서 적용하게 되었다.
바닥판의 진동을 통한 조기인소음의 저감을 위해서는 무엇을 알아야 하는가? 바닥판의 음향특성을 알기 위해서 바닥판의 진동을 해석하는 것은 필수적이다. 그러므로 정확한 음장 예측 및 소음저감성능을 예측하기 위해서는 진동하는 바닥판의 표면의 진동분포를 알아야 하며, 진동의 크기 및 분포에 영향을 미치는 인자를 추출, 제어함으로써 구조기인소음의 저감을 기대할 수 있다.
고체전달음이 발생하는 이유는 무엇인가? 바람, 지진에 의한 저주파 영역의 구조물 동적해석에 익숙한 구조공학자에게 30Hz 이상 가청영역의 진동 및 그에 의해 발생하는 고체전달음(Structural-Borne Sound 구조기인소음)은 고려대상에서 벗어난 음향분야로 간주되었다. 건축물의 진동에 관한 거주성능평가에서도 바닥판의 수직 진동의 진동수 적용범위를 3Hz-30Hz로 제한하는데, 30Hz를 초과하는 진동수범위는 고체음 영역과의 경계 영역이며, 평가에서 고체전달음의 영향을 함께 고려할 필요가 있기 때문이라고 기술하고 있다.
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